同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 冷弯薄壁型钢中间加劲板件有效面积计算方法

    李元齐;姚行友;沈祖炎;王树坤;

    基于超薄壁高强冷弯型钢槽形截面轴压构件承载力试验研究,参考美国冷成型钢结构构件设计规范、澳洲冷成型钢结构规范和北美冷成型钢结构构件设计规范的计算方法,并结合我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的三类不同加劲板件的有效面积计算公式,对中间加劲板件有效面积的合理计算方法进行了探讨,提出了与我国现行规范有效面积计算方法相一致的中间加劲板件有效面积的计算方法———等效板件法.最后,通过与试验结果的比较分析,验证了其合理性和实用性.

    2011年11期 v.39 1563-1568页 [查看摘要][在线阅读][下载 330K]
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  • 箱形主梁悬臂水平分离板的颤振控制效果与机理

    张宏杰;朱乐东;

    为改善主跨1 400m钢箱梁斜拉桥颤振稳定性,通过节段模型风洞试验研究了中央稳定板、中央开槽、加装悬臂水平分离板(CHSP)等多种气动控制措施的效果.结果表明,在所研究的各种气动控制措施中,CHSP的效果最好,它可显著改善桥梁的颤振性能,尤其是在+3°风攻角情况下的颤振性能.采用二维三自由度耦合颤振分析方法,对原钢箱梁断面和加装CHSP后的钢箱梁断面进行了颤振驱动机理和颤振形态的分析与对比,结果显示,对于那些气动外形介于流线形和钝体之间的主梁断面,CHSP的颤振控制效果与其宽度及风攻角有很大关系,合理分离板宽度应综合考虑不同风攻角下的颤振控制效果而定.控制机理分析表明:CHSP主要通过改变扭转牵连运动产生的两项气动阻尼随风速的变化规律,以及改变自由度耦合效应这样两条途径来达成了改善颤振性能目的.

    2011年11期 v.39 1569-1574+1640页 [查看摘要][在线阅读][下载 694K]
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  • 基于变异系数与趋势因子的斜拉桥索力评估

    熊文;涂雪;肖汝诚;

    为充分应用不同时期索力监测数据提出一种基于变异系数与趋势因子的索力评估方法.该方法以索力基本评估值为初始值,赋予每一根拉索具有物理意义的权重,提出并引入两个修正系数:变异系数与趋势因子.利用斜率灰色关联度计算的变异系数反映索力监测值与目标值之间的整体变异性.利用时间序列分析计算的趋势因子,体现索力(结构)变化的趋势性,反映其安全性能.该方法简单实用,考虑因素合理充分,理论依据完备,在整个评估过程中可充分利用每一个不同时期的监测数据,评估结果不仅针对某一时间点,更加针对整个运营阶段的索力发展过程.详细阐述了该评估方法的思路与步骤,并通过宁波招宝山大桥实例证明该方法的优越性.

    2011年11期 v.39 1575-1580页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K]
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  • 基于小波方法的空间风速场模拟

    孙芳锦;顾明;

    为克服随时间变化模型基于适应过滤器和窗口估计方法中窗口长度不宜过大,产生的短时时间序列模拟准确性不够高的缺点,应用小波分解方法,结合线性滤波器法的向量过程自回归(AR)模型,给出了模拟空间脉动风场的一种新方法.该方法对于AR模型自回归系数在空间上进行小波扩展,采用最小二乘法来估计AR模型的自回归系数,并给出了该方法模拟空间风速场的实现步骤.将该方法应用于一空间结构的风速场模拟,并给出了模拟结果与目标值的对比,以及与向量过程AR模型模拟结果的对比,结果证实该方法可以减少风速时程分析在频域上的信息损失,对短时时间序列模拟具有较高的准确性,并具有较高的计算效率.

    2011年11期 v.39 1581-1585+1651页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K]
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  • L形平面低矮房屋屋面的风荷载特性

    陶玲;黄鹏;顾明;全涌;

    通过L形平面低矮房屋在同济大学TJ-2风洞进行的刚性模型测压试验,首先对其屋面的风压时程概率分布进行了讨论,试验结果表明,屋面大部分区域的风压时程偏度较大,概率分布与三参数Gamma分布较为吻合,其极值的估算更适合用"Sadek-Simiu法",且相比而言,传统的高斯方法偏于不安全.继而对翼长、坡度及组合屋面形式对屋面风荷载特性的影响进行了研究,试验结果显示,翼长的增加,坡度的减小均会加剧屋面的平均负压和最不利负压;而屋面由两双坡组合变为双坡、四坡组合后,屋面的平均负压和最不利负压都有大幅度的减小,从而得出双坡、四坡组合屋面的L形平面房屋比两双坡组合屋面更有利于抗风的结论.

    2011年11期 v.39 1586-1591页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 上海环球金融中心大楼顶部良态风风速实测

    顾明;匡军;韦晓;熊里军;全涌;

    对结构高度为492m的上海环球金融中心大楼顶部实测到的良态强风时段下的平均风速和脉动风速数据进行了分析,得到了3s、10min以及1h时距下的平均风速值,并对其进行线性拟合.结果表明,10min平均风速与3s平均最大(瞬时最大)风速的比值约为0.876 8.根据实测数据,还分析了湍流度和阵风因子,结果表明,湍流度和阵风因子均随平均风速的增大而减小,此外,对比了部分时段内的实测脉动风速功率谱密度与Von-Karman谱,两者较为吻合.

    2011年11期 v.39 1592-1597页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
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  • 加筋砂土挡墙极限荷载的上限解

    彭芳乐;曹延波;

    室内模型试验结果表明加筋砂土挡墙的破坏模式可以简化为双楔形体形式.以此为依据,构建了对应破坏模式的速度场.基于传统的塑性极限分析上限定理,考虑面板刚度影响,分别推导了前加载和后加载条件下的加筋砂土挡墙的极限荷载上限解的计算公式,并提出了采用序列二次规划法(SQP)对导出公式进行优化求解的计算方法.利用建议的公式和方法对加筋砂土挡墙的极限荷载上限解进行了系列性的计算,并将计算结果与模型试验结果进行了比较全面的比较.结果表明:利用该上限解计算方法所获得的加筋砂土挡墙极限荷载与模型试验结果一致性良好.另外,所提出的上限解计算方法还可以比较准确地反映加筋层数以及面板刚度变化对加筋砂土挡墙极限荷载的影响.

    2011年11期 v.39 1598-1604页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • 剪切试验中筋土界面土颗粒运动的细观量测

    徐超;石志龙;

    基于互相关理论,将粒子图像测速(PIV)技术应用到筋土界面直剪试验中,从细观角度来研究试验过程中土颗粒的运动情况.筋土界面的剪切试验分别在法向应力为50和87.5kPa下进行.通过对一系列试验结果的分析,可以得到:界面附近砂颗粒的水平位移和竖向位移均随着剪切位移的增加而增加,但增加的速率随剪切位移逐渐减小;试验中砂颗粒的水平变位较为明显,但随着距离筋土界面高度的增加,变位的程度有所减弱;试验中界面附近发生变位的砂颗粒范围不超过45mm,即剪切带的范围大致为45mm,相当于试验用砂平均粒径的7~9倍.

    2011年11期 v.39 1605-1609+1668页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
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  • 基于可拓学理论的盾构隧道结构健康诊断方法

    孔祥兴;夏才初;仇玉良;胥犇;

    针对目前世界最大直径的长距离盾构隧道,基于可拓学理论的物元可拓性和菱形思维方法,将研究对象、评判指标和指标特征值结合成为物元,通过物元表述关系式建立隧道健康诊断的物元模型,确立健康诊断指标体系和指标评判基准,提出了基于熵和乘积标度的融合赋权方法,并依据非对称贴近度原则进行了上海长江隧道(崇明越江通道)健康诊断的研究工作,同时也给出了可拓学健康诊断方法的具体实现步骤.研究结果表明:隧道健康诊断的可拓学法能全面系统地反映隧道结构的整体健康状态,且健康诊断结果可靠合理,其作为新的健康诊断思路和方法可为隧道长期健康服役和及时合理的养护维修提供科学的理论支撑与技术指导.

    2011年11期 v.39 1610-1615+1698页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
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  • 考虑建筑既有变形的盾构穿越扰动控制标准

    葛世平;谢东武;丁文其;杨洪杰;

    市区软土地层中进行隧道施工引起的地层沉降会影响地面既有建筑的安全.提出考虑建筑既有变形的盾构穿越扰动双控控制标准.结合上海市轨道交通11号线下穿越保护建筑徐汇中学崇思楼工程,对穿越前崇思楼进行检测,对崇思楼既有沉降进行分析,评估崇思楼穿越前状态.制定考虑建筑既有变形的盾构穿越崇思楼允许变形控制指标.对穿越进行全程监测,验证所提出控制指标的合理性.

    2011年11期 v.39 1616-1621页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • 地铁振动下基础隔振效应的实测与分析

    楼梦麟;贾宝印;陆秀丽;俞洁勤;

    对地铁附近的装有隔振支座的建筑物进行振动实测,获得了在地铁振动下基础和地下室地面的振动加速度时程记录.先在时域内,分析隔振后加速时程的变化,得到隔振的大致效果,然后计算出相应的傅立叶谱和1/3倍频程谱,可以得到隔振后振动在各个频段上的变化.在此基础上讨论隔振装置对地铁的振动传播的影响.结果表明:地铁运行引起的主要振动分量在45~75Hz,隔振装置对地铁振动水平分量的隔振效果显著,而对垂直分量有放大作用.

    2011年11期 v.39 1622-1628页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K]
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  • 基于模糊数学理论探讨评判地铁工程中地下水风险

    周念清;魏诚寅;娄荣祥;缪俊发;

    采用模糊综合评价法,以上海地铁10号线南京东路车站为例,在全面识别勘察、设计、施工和运营过程中地下水风险因子的基础上,结合统计资料和专家评价,详细阐述了风险评估模型的建立及评价过程,得到了不同阶段地下水风险因子的权重,并对地下水风险进行了综合评判.研究结果对上海地铁工程地下水风险控制具有指导意义.

    2011年11期 v.39 1629-1633页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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交通运输工程

  • 公路隧道群追尾交通事故预警模型

    易富君;韩直;邓卫;

    由于公路隧道群追尾交通事故与车辆行驶过程中的运行状态密切相关,将车辆制动距离、行驶速度、车辆类型等交通流参数作为其识别预警特征参量,结合人工免疫系统原理,构建了智能化的公路隧道群追尾交通事故预警模型,能够对车辆异常状态的发展趋势做出较为准确的判断,并给出相应事故安全级别的预警信息.最后,以西汉高速公路隧道群区段为例,运用该基于人工免疫机理的预警模型进行工程实例仿真分析,得出了不同工况下的预警事故信息,说明了预警模型的准确性和可行性,为我国高速公路隧道群区段的安全运营管理提供了重要的理论依据.

    2011年11期 v.39 1634-1640页 [查看摘要][在线阅读][下载 479K]
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  • 沥青层反算模量的温度修正系数

    周亮;凌建明;林小平;吴青峰;

    采用落锤式弯沉仪(FWD)对上海地区路面结构进行评价,发现沥青层反算模量与沥青层温度间存在较好的指数关系,建立了上海地区道路结构的沥青层反算模量与沥青层温度回归模型,推荐了沥青层反算模量温度修正系数值.将沥青层反算模量温度修正结果与室内外模量测试结果进行对比,结果表明所推荐的温度修正系数具有较高的可靠性.

    2011年11期 v.39 1641-1645页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K]
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  • 水泥道面调查单元划分及病害程度对PCI的影响

    陈文来;凌建明;郝航程;杜浩;

    介绍了水泥混凝土道面损坏状况调查与评价方法,以390个水泥混凝土道面标准调查单元的现场数据为基础,通过变化单元划分方法及病害程度等级,统计分析了单元尺寸、形状特征以及病害程度人工识别误差对道面状况指数(PCI)精度的影响,结果表明:单元尺寸对PCI值影响较小,单元板块数在20±5范围内较合理,此时PCI计算结果误差约为1点;单元形状的不同将导致PCI出现明显偏差,因此,道面分区不可随意更改,相对而言,采用横向单元调查得到的道面PCI值较低,但偏于安全;单项主导损坏程度等级识别偏差对PCI值的影响不显著,误差小于2点,若调查单元中出现的所有病害的程度等级识别均出现偏差,则道面PCI误差可达到10点左右.

    2011年11期 v.39 1646-1651页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]
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环境科学与工程

  • 超声对水中双酚A的降解动力学及影响因素

    张可佳;高乃云;黎雷;马艳;

    采用800kHz频率的超声对双酚A(BPA)的降解效果和动力学规律进行研究.通过投加不同的物质(如叔丁醇、H2O2、腐殖酸)和向水中曝气等,考察不同因素对超声降解BPA的影响.结果表明,超声对BPA的降解过程符合准一级动力学,其降解速率随BPA初始浓度的增加而降低.投加叔丁醇明显抑制BPA的降解,证明BPA的降解途径主要是羟基自由基(.OH)氧化.当投加H2O2浓度为0.1mmol.L-1时,能将BPA的降解速率提高32%;随着H2O2投加量的进一步增加,与BPA的摩尔比>200时,降解速率不升反降.溶液中存在腐殖酸会同BPA竞争.OH,并随着腐殖酸浓度的增加,BPA的降解速率下降.额外曝气会干扰BPA分子靠近空化泡界面,阻碍与.OH的反应,不利于BPA的降解.

    2011年11期 v.39 1652-1656页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 多羟基亚铁络合物还原转化活性黑5的实验

    吴德礼;冯勇;马鲁铭;

    通过调控反应条件,制备了高活性的亚铁羟基络合物(FHC),以活性黑5(RB5)为目标污染物研究了FHC还原转化偶氮染料的反应性能.探讨了FHC对RB5还原脱色的影响因素,包括亚铁结构形态、FHC的投加量、初始pH值、溶解氧等,结果表明结构态亚铁具有很强还原反应活性,亚铁投加量89.6mg.L-1,染料初始质量浓度为100mg.L-1,反应10min后RB5去除率达80%以上.pH对亚铁的还原性能产生重要影响,最适宜的pH值范围为8~10.实验证明,FHC的还原作用是导致染料脱色的最主要机理,并非是传统的混凝沉淀作用,染料结构中的显色基团偶氮键还原转化为胺基,苯胺类化合物是主要还原产物,该研究对于亚铁促进染料脱色,提高废水生化性能提供了新的机理解释,为该技术工艺的发展提供了理论基础.

    2011年11期 v.39 1657-1662页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
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  • 附增缓冲区的膜-生物反应器临界通量改进测定法

    马金星;王志伟;吴志超;王巧英;

    利用改进的通量阶梯式递增法对膜-生物反应器(MBR)中的临界通量进行了测定,同时对不同缓冲时间下的测定值差异进行了研究.结果表明:延长缓冲区的等待时间,可有效降低通量-跨膜压差(Flux-TMP)与通量-膜渗透性(Flux-Permeability)的不对称性,削弱Flux-TMP滞后效应,降低膜面残余污染阻力,提升次临界区内污染可逆性.附增缓冲区的临界通量测定法可更好地表征膜组件过滤性能随通量的变化规律,减缓可逆污染对测定结果产生的影响.

    2011年11期 v.39 1663-1668页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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机械、车辆与热能工程

  • 基于离散时间滑模控制器的自动变速器滑差控制

    王雷雷;吴光强;

    设计离散时间系统滑动模态变结构控制器,对闭锁离合器进行滑差控制以提高整车燃油经济性,消除发动机扭矩波动造成的传动系统冲击.采用零相位数字滤波器,以抑制滑模控制系统中的抖振.建立传动系统仿真模型对滑模控制器进行验证,并与传统比例-积分-微分(PID)控制器进行比较;通过硬件在环仿真测试车辆在十五循环工况(ECE)下有无滑差控制时的燃油消耗量.结果表明,滑差控制有效吸收传动系冲击,液力变矩器在滑差控制下的传递效率高于纯液力传动,可降低整车燃油消耗;基于滤波的滑模控制器,控制律平滑变化,具有更好的响应速度和跟踪指令信号的能力.

    2011年11期 v.39 1669-1672+1679页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K]
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  • 基于叶片角变化规律的液力变矩器改型设计法

    王立军;吴光强;王欢;

    研究了三维设计环境下液力变矩器叶栅系统改型设计方法,提出以叶片角变化规律为基础对原型叶片进行改型设计.首先,通过初始化图形交换规范(IGES)与三维软件交换叶栅系统的三维信息;然后,利用De Boor算法的开花计算叶片上各点处的叶片角,将反映叶片角沿叶片内外环设计基线变化的曲线拟合成非均匀有理B样条(NURBS),通过调整NURBS曲线的控制点以及各控制点权重值,实现叶片角变化规律的调整;确定了新的叶片角变化规律后,叶片的空间形状即可确定,从而可以生成新的叶栅系统模型;最后,对新生成的叶栅系统进行性能预测,得到满意的结果后即可进入后续详细设计阶段.利用该方法构建了液力变矩器改型平台,使用该平台分别以提高变矩性能和提高效率为目标对某款液力变矩器进行改型研究,结果表明所提出的方法行之有效,有助于提高改型设计的效率.

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  • 面向热机耦合特性分析的制动器摩擦特性模型

    张立军;刁坤;

    以通风盘式制动器为对象,建立制动器热-机耦合有限元模型,并建立实测摩擦系数、最大恒定摩擦系数、最小恒定摩擦系数和等效恒定摩擦系数4种摩擦特性模型,进行紧急制动工况下制动器热-机耦合特性的仿真分析.通过对比分析4种摩擦特性模型条件下的制动盘瞬态温度场、应力场以及热变形情况,探讨了面向制动器热-机耦合特性分析的制动副摩擦系数特性的模型建立方法.

    2011年11期 v.39 1680-1686页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
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  • 直喷汽油机自由-撞壁喷雾可视化台架开发及试验

    范钱旺;李理光;陈以川;石堃;

    介绍了直喷汽油机可视化喷雾及其撞壁实验装置与控制系统,详细阐述了高压供油系统的设计、直喷汽油机喷油器驱动模式以及喷雾控制系统.基于该可视化装置研究了不同喷油压力和环境压力下喷雾贯穿距与喷雾锥角的变化、不同环境压力下喷雾发展与燃油浓度的变化以及不同撞壁角度和距离下喷雾撞壁特性.试验结果表明,随着喷油压力增加,喷雾贯穿距与喷雾锥角均增大;随着环境压力增加,喷雾贯穿距减小而喷雾锥角增大.此外,75°撞壁角度较60°撞壁角度更加有利于撞壁后喷雾发展和燃油雾化.开发的可视化喷雾及其撞壁试验装置与控制系统能够可靠而稳定地运行.

    2011年11期 v.39 1687-1692页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K]
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计算机与信息工程

  • 一种基于DAG图的异构可重构任务划分方法

    郝水侠;曾国荪;谭一鸣;

    为了实现高性能低功耗的计算,以任务划分为研究对象,提出了异构可重构计算的基本概念和形式化描述方法,给出了基于异构计算任务和异构可重构体系结构相结合的异构可重构两种任务划分方法:节点内部可重组及网络可重建的任务划分及算法,最后验证了其任务划分方法的有效性.

    2011年11期 v.39 1693-1698页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 采用动态故障树分析诊断系统故障的信息融合法

    段荣行;董德存;赵时旻;

    为提高系统故障诊断效率,提出了一种利用动态故障树分析诊断系统故障的信息融合方法,该方法充分发挥动态故障树建模和贝叶斯网络推理各自优势,通过集成系统结构信息和传感器信息来诊断系统故障.采用高效的零压缩二元决策图生成系统所有最小割集,并采用贝叶斯网络方法计算部件和最小割集的诊断重要度;根据传感器证据信息对系统特征函数化简,同时对部件和证据条件下割集的诊断重要度进行更新;综合考虑部件和割集诊断重要度设计了系统诊断决策算法,生成诊断决策树以指导维修人员恢复系统故障;最后通过实例验证了该故障诊断方法的有效性.

    2011年11期 v.39 1699-1704页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
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海洋地质与地球科学

  • 均衡响应函数法影响因素的模型分析

    吴健生;张向宇;

    均衡响应函数法是求取岩石圈有效弹性厚度值最常用的方法之一,但是在应用过程中存在诸多因素影响方法的适用性和可靠性.通过模型分析的方法对均衡响应法应用过程中存在的几个主要影响因素进行考察,从而为实际工作中数据的选择、处理和应用提供一定的依据.

    2011年11期 v.39 1705-1709页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K]
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  • 烃源岩<2μm黏土粒级组分可溶有机质的测定及意义

    丁飞;蔡进功;徐兴友;杨妍;

    通过对烃源岩中提取<2μm黏土粒级组分进行总有机碳(TOC)测试、氯仿抽提和族组成分析,探讨了烃源岩中可溶有机质与细粒级黏土矿物的关系,与传统烃源岩全岩可溶有机质研究对比得出:与细粒级黏土矿物结合是烃源岩全岩可溶有机质的重要赋存方式之一;黏土粒级组分可溶有机质产率高于全岩,70%以上样品产率在100 mg.g-1以上;产率变化与全岩同步,但高峰期较全岩滞后,在生烃不同阶段黏土粒级组分对可溶有机质都有重要贡献.<2μm黏土粒级组分是烃源岩中可溶有机质的主要载体,两者形成的复合体是一种潜在生烃母质,而且贯穿于有机质生烃的全部过程,在油气研究中应予以足够重视.

    2011年11期 v.39 1710-1714页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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经济与管理科学

  • 基于SNA的大型工程项目组织总控机制及实证

    李永奎;乐云;卢昱杰;

    基于社会网络分析(SNA)理论,将正式组织和非正式组织要素进行集成考虑,总结了大型工程项目组织的8类社会网络要素,并建立了总体模型结构.借鉴于SNA的参数定义和公式表达,建立了衡量大型工程项目组织的紧密关系、小团队、中心性、权力、中介性、角色和职位结构同型的定量分析方法,并论述了社会网络模型对组织总控的作用和价值.以世博工程建设组织为案例,进行了社会网络模型和总控机制的应用实证分析.结果显示,集成的社会网络模型和方法论对于评价组织凝聚力、寻找关键组织单元、权力和小团体分析以及组织总控策略的制订都有重要作用.

    2011年11期 v.39 1715-1719页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 浙江纺织产业集群抗风险能力评价及对策

    潘勤华;张锡锋;章进艺;

    在综合评价的基础上,利用指标量化、三角模糊等方法,分析纺织产业抗风险能力的影响因素,构建了浙江纺织产业集群抗风险能力计量模型.通过实证分析,得到浙江所辖各市纺织产业集群抗风险能力的评价值,其中杭州和宁波二市具有较强的抗风险能力;嘉兴、湖州、绍兴、金华及舟山五市具有中等的抗风险能力;温州、衢州、台州及丽水四市属于低抗风险能力;在此基础上给出相应建议和对策.

    2011年11期 v.39 1720-1724页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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